Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления

 

1. Способ скважинкой гидродобьии полезных ископаемых, включающий бурение скважины, монтаж технологи-- ческих колонн, откачку гидросмеси и подачу в скважину на размыв в качестве рабочего агента части гидросмеси , отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности добычи за счет .зшравления свойствами рабочего агента путем изменения его консистенции, из скважины отбирают пластовую жидкость и смешивают ее с гидросмесью, которую предварительно осветляют, при этом при большом содержании полезного компонента в гидросмеси консистенцию рабочего агента повышают, а при низком - снижают (Л кэ to оо ел Ф1/в./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Е 21 С 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3622206/22-03 (22) 24. 05. 83 (46) 30.03.86. Бюл. N - 12 (72) Д.Н.Шпак, В.Ж.Аренс, В.К.Борисенко и M.Â.×èæåâñêèé (53) 622. 234. 5 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 412382, кл. Е 21 С 45/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 111274, кл. E 21 С 45/00, 1956.

3. Авторское свидетельство СССР

N- 991053, кл. Е 21 С 45/00, 1981. (54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Л0„„ 1221357 A (57) 1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение скважины, монтаж технологи-. ческих колонн, откачку гидросмеси и подачу в скважину на размыв в качестве рабочего агента части гидросмеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности добычи за счет .управления свойствами рабочего агента путем изменения его консистенции, из скважины отбирают пластовую жидкость и смешивают ее с гидросмесью, которую предварительно осветляют, при этом при большом содержании полезного компонента в гидросмеси консистенцию рабочего агента повышают, а при низком - снижают.

2. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее пульповыдачной механизм, напорный став с гидромонитором и подводящим трубопроводом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной трубой с перфорированным наконечником, размещенным над гидромонитором, и средством

122 1357 создания напорного потока жидкости, всасывающий патрубок которого сообщен с дополнительной трубой, а напорный — с подводящим трубопроводом.

3. Устройство IIo и. 2, ч а ю щ е е с я тем, что в качестве дополнительной трубы использована обсадная колонна.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подачи слабосцементированных песчаных пород через скважины путем гидроразмыва на месте залегания и откачки на поверхность в виде гидросмеси.

Известен способ гидродобычи полезных ископаемых, согласно которому для повышения производительности установки при разрушении используют струю гидросмеси, содержащую как диспергированный, так и кусковой материал (1) .

Известен способ гидравлической добычи полезных ископаемых, по которому для повышения эффективности воздействия на полезное ископаемое в напорную воду вводят добавку водорастворимых полимеров молекулярного васа 10 и более, например полиокси4 этилена в количестве 0,005

0,1 мас.7. (2j,.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ гидродобычи полезных ископаемых, согласно которому для повышения производитель" ности установки в качестве рабочего агента используют часть гидросмеси, откачиваемой из забоя (3) .

Однако способ не обеспечивает управления свойствами рабочего агента.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее пульповыдачной механизм, напорный став с гидромонитором и подводящим трубопроводом (31 .

Однако устройство также не обеспечивает управления свойствами рабочего агента.

Цель изобретения — повышение эффективности добычи за счет управления свойствами рабочего агента путем изменения его консистенции.

Поставленная цель достигается тем, что.по способу скважиной гидродобычи, включающему бурение скважины, монтаж технологических колонн, откачку гидросмеси и подачу в скважину на размыв

10 в качестве рабочего агента части гидросмеси, из скважины отбирают пластовую жидкость и смешивают ее с гидросмесью, которую предварительно осветляют, при этом при большом содержаl5 нии полезного компонента в гидросмеси консистенцию рабочего агента повышают, а при низком — снижают.

Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее

20 пульповыдачной механизм, напорный став с гидромонитором и подводящим трубопроводом, снабжено дополнительной трубой с перфорированным наконечником, размещенным над гидромонито2 ром, и средством создания напорного потока жидкости, всасывающий патрубок которого сообщен с дополнительной трубой, а напорный — с подводящим трубопроводом.

30 "

На фиг. 1 приведено устройство, используемое для глубин залегания разрабатываемых песков с глинистыми прослойками 100-150 м, на фиг. 2поверхностная часть устройства для

З5 глубин до 100 м, на фиг. 3 - забойНая часть устройства для глубин добычи песчано-гравийной смеси 150-200 м, на фиг. 4 — устройство для глубин 200300 м в условиях многолетнемерзлых 40 пород, разрез, при обсадке скважины и коаксиальном расположении техноло1221357

55 гических трубопроводов, на фиг. 5— устройство по фиг. 2 в обсаженной скважине, на фиг. 6 — устройство по фиг. 3 в обсаженной скважине.

На фиг. 2 приведен пример выполнения устройства при использовании гидроэлеватора в качестве дополнительного средства для создания напорного поиска рабочего агента. На фиг. 3 показана забойная часть устройства с размещением гидроэлеватора в скважине в интервале разрабатываемых пород.

На чертежах показаны скважина 1, обсадная колонна 2, пульповыдачной механизм, состоящий из пульпоподъемной колонны 3 и воздухоподающей трубы 4, гидромонитор 5, подводящий трубопровод 6, слив 7 гидросмеси, осветительный бассейн 8, насос 9 осветленной воды, дополнительная труба 10, перфорированный хвостовик 11 дополнительное средство 12 для создания напорного потока жидкости, всас 13 и выход 14 дополнительного средства для создания напорного потока жидкости, рабочая насадка 15 гидроэлеватора, рабочие насадки 16 гидромонитора, пульпоприемное отверстие 17, заглушка-опора 18, пески 19, суглинки 20, глина 21 и гравий 22, зона 23 сбора отмытого гравийного материала, зона 34 циркуляции разрабатываемых пород в потоке отработанного рабочего агента, в которой происходит отмывка гравия и песка от глины, наработка глинистого раствора, в процессе добычи или его разбавление! исходной водой, зона 25 плотного глинистого раствора и границы 26 зоны его разбавления.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважине 1 монтируют технологические колонны 3, 4 и 5 путем одновременного или поочередного (фиг. 4) спуска. Монтируют насосы 9 и 12 с устьевой обвязкой и арматурой. Включают компрессор (не показан) и по трубам 4 подают сжатый воздух на эрлифтирование гидросмеси. Затем включают насос 9 и по шарнирному подводящему трубопроводу 6 подают в скважину исходную напорную воду. Струи гидромониторных рабочих насадок 16 разрушают породы, образуют гидросмесь, которая через отверстие 17 поступает в пульпоподъемную колонну 3 эрлифта

40 и выдается на поверхность. Затем включают в работу насос 12, с помощью которого из зоны разрабатываемого пласта по дополнительной трубе 10 тбирают глинистый раствор, подают го в подводящий трубопровод 6 и образовавшуюся смесь нагнетают в пласт.

При этом осветление отработанной воды в отстойнике 8 ведут до выпадения твердых частиц крупностью не менее

0,01 мм, т.е. глинистые частицы не высаживают при осветлении, для чего скорость горизонтального движения в прудке-отстойнике должна быть не ниже 0,5 м/с.

При реализации способа осуществляют отбор иэ верхней части разрабатываемой камеры отработанной напор;ной воды со значительным содержанием глинистых частиц (т.е. глинистого раствора). Поэтому смешение ее с исходной отсветленной водой позволяет образовывать рабочий агент с регулируемым содержанием глинистых частиц, обеспечивается стабилизация его качества и улучшение технологических свойств, т.е. регулируется устойчивость стенок камеры: при низкой консистенции раствора происходит обрушение стенки (от обрушения до окончания откачки) камеры, а при высокой раствор удерживает стенки от обрушения до окончания откачки ранее обрушенного песка.

В добычной камере рабочий агент, размывая и разжижая породу, движется вверх через слой обрушенных пород к трубе 10 и дополнительно промывает полезное ископаемое в зоне 24 циркуляции. Промытый песок и гравий поступают из зоны 23 и откачиваются на поверхность.

Благодаря повышенной плотности рабочей жидкости улучшается работа эрлифта по подъему галечниковых и гравелистых частиц.

Сущность способа состоит в регулировании свойств рабочей жидкости и промывке песка и гравия перед откачкой на поверхность. Кроме того, в подземной камере при откачке находится плотный и вязкий глинистый раст" вор, который удерживает стенки камеры от обрушения. При смешивании глинистого раствора с исходной рабочей водой в зоне 24 в границах 26 его плотность уменьшается, удерживающая способность глинистого раствора сни1221

19

7 гг

5 жается, стенки камеры обрушаются (по границам II, III, фиг. 5, 6) и ведется промывка и откачка продукции на поверхность. В процессе промывки нарабатывается новый объем гминистого раствора, удерживающий стенки скважины от дальнейшего обрушения.

Таким образом, способ обеспечивает управляемое обрушение стенок скважины, улучшает свойства рабочей жидкос- 1в ти и повышает качество полезного ископаемого.

Отбор отработанной воды в верхней части камеры обеспечивает регулирова- ние качества рабочего агента и промыв.15 ку внутри пласта полезного ископаемого отбор глинистрго раствора — в процессе работы содержание глинистых частиц в отработанной воде увеличивается — обеспечивает снижение 2р удерживающего действия его на разрабатываемые песчаные породы, т.е. повышается эффективность разработки в целом.

Для осуществления способа необ- 25 ходимы дополнительные трубы для от357 Ь бора отработанного рабочего агента и насос для смешивания его с осветленной оборотной водой.

Перфорированный хвостовик 11 трубы 10 необходим для отбора пластовой жидкости в условиях завала скважины обрушенными породами.

В качестве дополнительного насоса можно применить гидроэлеватор 12, рабочая насадка 15 которого соединена с подводящим трубопроводом 6, а всасывающая труба 13 — с дополнительной трубой 10.

Согласно другому варианту устройства гидроэлеватор размещен в скважине в интервале разрабатываемых пород. В этом случае всасывающий хвостовик с перфорацией 11 дополнительной трубы 10 является одновременно всасывающей трубой гидроэлеватора.

Изобретение повышает эффективность добычи слабосцементированных пород за счет регулирования устойчивости стенок камеры путем изменения свойств рабочего агента. ф

1221357

Фиг. 5

17

Составитель Н Руденко

Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи

Редактор И.Рыбченко

Тираж 470 Подписное

Заказ 1563/40

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по д делам изобретений и открытий б ° 4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. /

Филиал ППП "Патент" r Ужгород, ул. Проектная, 4